2022人教版高中物理必修第三冊(cè)練習(xí)題- 靜電的防止與利用

2022人教版高中物理必修第三冊(cè)

4靜電的防止與利用

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練

題組一靜電平衡

1.當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（”）

A.外部電場(chǎng)消失

B.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為零

C.導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)為零

D.導(dǎo)體表面和內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)均為零

2.如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為0的點(diǎn)電荷放在距棒左

端〃處,當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后，下列說(shuō)法正確的是（）

Q

?[

i-b—L―?

A.棒中的場(chǎng)強(qiáng)為0

B.棒中的場(chǎng)強(qiáng)不為0

C.整個(gè)導(dǎo)體棒帶同種電荷

D.導(dǎo)體棒內(nèi)有多余的電荷

題組二尖端放電

3.（2020廣東新豐一中高二期中）在高大的建筑物上安裝避雷針的目的是（）

A.通過(guò)尖端放電中和云層中的電荷

B.避免放電現(xiàn)象的發(fā)生

C.直接導(dǎo)走云層中的電荷

D.增加電荷在建筑物上的積累

4.如圖所示是模擬避雷針作用的實(shí)驗(yàn)裝置,金屬板M、M司有兩個(gè)等高的金屬體A.

B,A為尖頭、6為圓頭。將金屬板以N接在高壓電源上，逐漸升高電源電壓，將

首先觀察到（）

A./放電B.〃放電

C.4月一起放電D.4〃之間放電

題組三靜電屏蔽

5.（2020河北阜平中學(xué)高二月考）有一個(gè)不帶電的空心金屬球,在它的球心處放一

個(gè)正電荷，其電場(chǎng)分布是下圖中的（）

C

6.如圖所示,用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來(lái),再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器,則下面關(guān)于

驗(yàn)電器箔片的說(shuō)法正確的是（）

A.箔片張開(kāi)

B.箔片不張開(kāi)

C.帶電金屬球的電荷量足夠大時(shí)箔片才會(huì)張開(kāi)

D.箔片張開(kāi)的原因是金屬網(wǎng)感應(yīng)帶電產(chǎn)生電場(chǎng)

7.如圖所示,把原來(lái)不帶電的金屬殼夕的外表面接地,將一帶正電的小球A從小

孔中放入球殼內(nèi)，但不與方發(fā)生接觸,達(dá)到靜電平衡后,則（加）

A.方的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零

B.方不帶電

C.方的外表面帶正電

D.夕的內(nèi)表面帶負(fù)電

題組四靜電吸附

8.（2020廣東汕頭高二期末）如圖是靜電除塵裝置示意圖，裝置的外壁連接高壓電

源的正極，中間的金屬絲連接負(fù)極。將混濁氣體通入該裝置時(shí)，氣體中的粉塵會(huì)

不斷向筒壁積累，最后在重力作用下墜落在筒底。在該裝置除塵的過(guò)程中，下列

說(shuō)法不正確的是（）

----0—

潔凈氣體二

3~°+

-混濁氣體

A.粉塵由于吸附作用而帶上正電荷t

B.粉塵由于吸附了電子而帶上負(fù)電荷

C.帶電粉塵在靜電力作用下飛向筒壁

D.筒壁與中間金屬絲之間存在強(qiáng)大的靜電場(chǎng)

9.下列關(guān)于靜電噴漆的說(shuō)法中正確的是（）

A.當(dāng)油漆從噴槍噴出時(shí),油漆微粒帶正電,物體也帶正電,相互排斥而擴(kuò)散開(kāi)來(lái)

B.當(dāng)油漆從噴槍噴出時(shí)一,油漆微粒帶負(fù)電,物體也帶負(fù)電,相互排斥而擴(kuò)散開(kāi)來(lái)

C.從噴槍噴出的油漆微粒帶負(fù)電,微粒相互排斥而擴(kuò)散開(kāi)來(lái),被吸附在帶正電的

物體上

D.因?yàn)橛推嵛⒘Ｏ嗷ヅ懦舛鴶U(kuò)散開(kāi)來(lái),所以靜電噴漆雖噴漆均勻但浪費(fèi)油漆

能力提升練

題組一靜電平衡

1.（2021廣東廣州南沙一中高二期中,*）導(dǎo)體球殼〃帶有正電荷Q,其中心處放

有導(dǎo)體球A,用細(xì)金屬絲通過(guò)夕上的小孔與地相連（細(xì)金屬絲不與球殼5相碰），如

圖所示。則導(dǎo)體球力

A.不帶電B.帶正電

C.帶負(fù)電D.可能帶正電,也可能帶負(fù)電

2.（2021山東聊城育才學(xué)校高二月考,小）在點(diǎn)電荷-。的電場(chǎng)中，一金屬圓盤(pán)處于

靜電平衡狀態(tài),若圓平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，則盤(pán)上感應(yīng)電荷在盤(pán)中〃點(diǎn)所

激發(fā)的附加場(chǎng)強(qiáng)￡'的方向在圖中正確的是（）

3.（2021廣東信宜三中高二期中，*,）如圖所示，空心金屬球殼上所帶電荷量為+Q,

關(guān)于。、〃兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度瓦、瓦的說(shuō)法中正確的是（）

A.與#0EFOB.胡0E#G

C.胡0￡尸0D.瓦/0E#Q

4.（2021山東棗莊三中高二月考,"）如圖所示，在力、〃兩點(diǎn)放置電荷量分別為0

和20的正電荷，將一原來(lái)不帶電的金屬球的球心放置在4〃的中點(diǎn)。處，球內(nèi)B、

C兩點(diǎn)與。點(diǎn)等距離,4、B、0、a〃五點(diǎn)共線。設(shè)金屬球上感應(yīng)電荷在球內(nèi)以

0、。三點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為瓦、瓦、瓦,則下列結(jié)論正確的是（）

A.瓦最大B.及最大

C.與最大D.E而E*Ec

5.（2020黑龍江鐵人中學(xué)高二月考,?。┤鐖D所示,一個(gè)原來(lái)不帶電的半徑為r的

金屬球放在絕緣支架上,在其左側(cè)放置一個(gè)電荷量為+0的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷到金屬

球左端的距離為2八

⑴求點(diǎn)電荷在金屬球球心。點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小及

⑵求金屬球上感應(yīng)電荷在球心。點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小歹，并說(shuō)明方向。.

2r0

題組二靜電屏蔽靜電除塵

6.（2021山東安丘一中高二模擬，*，）請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)法正確的

是（）

A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全

B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好

C.小鳥(niǎo)停在單根高壓輸電線上會(huì)被電死

D.打雷時(shí),待在汽車(chē)?yán)锉却谀疚堇镆ｋU(xiǎn)

7.（2020安徽銅陵一中高二上期中，"）如圖所示,有兩個(gè)相同的空心金屬球必和

4."帶電荷量為-。，川不帶電（以川相距很遠(yuǎn),互不影響），旁邊各放一個(gè)不帶電的

金屬球〃和R,當(dāng)將帶正電0的小球分別放入"和/V的空腔中時(shí)（）

A.P、??上均有感應(yīng)電荷

B.只??上均沒(méi)有感應(yīng)電荷

C.尸上有而??上沒(méi)有感應(yīng)電荷

D.P上沒(méi)有而7?上有感應(yīng)電荷

8.（2021山東荷澤東明一中高二期中,*）（多選）靜電噴涂機(jī)是利用靜電現(xiàn)象工

作的,其噴涂原理如圖所示,則以下說(shuō)法正確的是（）

涂料微粒

A.在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強(qiáng)電場(chǎng)

B.涂料微粒一定帶正電

C.涂料微粒一定帶負(fù)電

D.涂料微?？赡軒д?也可能帶負(fù)電

答案全解全析

4靜電的防止與利用

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練

1.C導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí),在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點(diǎn),感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)

強(qiáng)與外部電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反,此時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為0,電荷只

分布在導(dǎo)體的外表面，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,C正確。

方法技巧

對(duì)靜電平衡的三點(diǎn)理解

(1)靜電平衡是自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)的結(jié)果，達(dá)到靜電平衡時(shí)，自由電荷不

再發(fā)生定向移動(dòng)。

(2)金屬導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡的時(shí)間是非常短暫的。

(3)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,是指外電場(chǎng)與導(dǎo)體兩側(cè)的

感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零。

2.A處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤；由于靜

電感應(yīng),導(dǎo)體棒的左右兩端會(huì)帶上異種電荷,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部

沒(méi)有凈剩電荷,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

3.A避雷針利用了尖端放電的原理,在發(fā)生雷電時(shí),避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷通

過(guò)尖端放電，中和了云層中的電荷，可以使建筑物免遭雷擊，選項(xiàng)A正確,B、C、D

錯(cuò)誤。

4.A在導(dǎo)體外表面,越尖銳的位置，電荷的密度越大,其附近的電場(chǎng)強(qiáng)度越大,越

容易使空氣電離,從而產(chǎn)生放電現(xiàn)象。A為尖頭，當(dāng)逐漸增大電壓時(shí)，力先放電，選

項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。

5.B把正電荷放在空心金屬球球心處，由于靜電感應(yīng),在球殼的內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電

荷,在球殼的外壁感應(yīng)出正電荷，所以在金屬球殼的內(nèi)、外壁之間，由于正電荷的

電場(chǎng)和感應(yīng)電荷的電場(chǎng)的共同作用，其電場(chǎng)強(qiáng)度為零,所以在金屬球殼的內(nèi)、外

壁之間沒(méi)有電場(chǎng)線,在球殼外部電場(chǎng)線的方向是向外的，選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)

誤。

6.B根據(jù)靜電屏蔽原理可知,用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來(lái)后,金屬網(wǎng)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保

持為0,外電場(chǎng)對(duì)網(wǎng)內(nèi)的驗(yàn)電器不會(huì)產(chǎn)生影響，故使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器,箔片

不會(huì)張開(kāi),B正確,A、C、D錯(cuò)誤。

誤區(qū)警示

封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場(chǎng)不受殼外電荷或電場(chǎng)影響。封閉導(dǎo)體殼不論接地與否，

內(nèi)部電場(chǎng)都不受殼外電荷影響。接地封閉導(dǎo)體殼外部電場(chǎng)不受殼內(nèi)電荷的影響。

7.D因?yàn)榻饘贇さ耐獗砻娼拥?所以外表面沒(méi)有感應(yīng)電荷，只有內(nèi)表面有感應(yīng)電

荷分布，由于4帶正電，刀的內(nèi)表面帶負(fù)電,D正確,B、C錯(cuò)誤;打的空腔內(nèi)有帶正

電的小球A產(chǎn)生的電場(chǎng)和金屬殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),所以空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)

度不為零,A錯(cuò)誤。

導(dǎo)師點(diǎn)睛

判斷導(dǎo)體上電荷分布的三個(gè)技巧

(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只分布在其外表面；

(2)不規(guī)則的孤立導(dǎo)體表面電荷分布不均勻；

(3)導(dǎo)體彎曲程度大(尖端)的位置電荷密集,彎曲程度小(平滑端)的位置電

荷稀少。

8.A裝置的外壁連接高壓電源的正極，中間的金屬絲連接負(fù)極，則筒壁與中間金

屬絲之間存在強(qiáng)大的靜電場(chǎng);粉塵向筒壁積累，可知粉塵吸附電子后帶上負(fù)電荷，

在靜電力作用下飛向筒壁，選項(xiàng)A說(shuō)法錯(cuò)誤,B、C、D說(shuō)法正確。

9.C噴槍噴出的油漆微粒帶負(fù)電，因相互排斥而散開(kāi)，形成霧狀,被噴涂的物體

帶正電,對(duì)霧狀油漆產(chǎn)生吸引力,把油漆吸到其表面,從而減少了浪費(fèi),選項(xiàng)C正

確,A、B、D錯(cuò)誤。

能力提升練

1.C球殼方帶正電荷，附近的大地因靜電感應(yīng)帶負(fù)電荷，由于導(dǎo)體球/與大地相

連,相當(dāng)于近端，因此,/上也會(huì)感應(yīng)出一定量的負(fù)電荷。

2.A因?yàn)榻饘賵A盤(pán)處于靜電平衡狀態(tài),金屬圓盤(pán)內(nèi)各點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零,所以感應(yīng)電

荷的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)等大反向。又因?yàn)辄c(diǎn)電荷在2點(diǎn)的電場(chǎng)沿〃點(diǎn)與點(diǎn)電

荷的連線指向點(diǎn)電荷,所以感應(yīng)電荷在尸點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)方向沿戶點(diǎn)與點(diǎn)電荷的連

線指向夕點(diǎn)。選項(xiàng)A正確。

3.C處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零。

4.BA,〃兩點(diǎn)放置的電荷量分別為。和20的正電荷形成的電場(chǎng)可以看作是等

量+0的電場(chǎng)和放在〃處的另一電荷+0的電場(chǎng)的疊加,等量+。在。點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)

為0,在反。兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,夕點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向向右，。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向向左，另

一電荷+0在〃、。、。三點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)均向左，根據(jù)矢量合成可知爾〃兩點(diǎn)放置

的正電荷在。點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)更大，但金屬球處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0,

那么金屬球上感應(yīng)電荷在三點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與外電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，即傷最大,B

正確。

5.答案⑴喘

(2)臉，方向向左

解析(1)點(diǎn)電荷到金屬球球心的距離為3r,根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式代塔,

可知點(diǎn)電荷在金屬球球心。點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為代七,方向向右。

(2)根據(jù)靜電平衡知識(shí)可知。點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，即感應(yīng)電荷在。點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與

點(diǎn)電荷在。點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反,所以E'二序亳,方向向左。

9rz

方法技巧

求處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的方法

(1)運(yùn)用后塔求出外電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)￡外的大小和方向；

(2)由于導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),則滿足靜電平衡條件6令=0;

(3)由月外+夕感=0求出感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)后感的大小和方向。